A segunda lei da termodinâmica, que afirma que a entropia (desordem) de um sistema isolado sempre aumenta ao longo do tempo, pode parecer contra -intuitivo ao considerar a formação de cristais. Afinal, os cristais são estruturas altamente ordenadas. No entanto, a aparente contradição é resolvida quando consideramos o sistema inteiro , não apenas o próprio cristal.

Veja como a segunda lei se aplica:

* Aumento da entropia nos arredores: Enquanto um cristal se forma, o sistema libera calor para o ambiente. Esse calor aumenta a entropia do ambiente, que supera a diminuição da entropia dentro do próprio cristal. A mudança líquida na entropia para todo o sistema (arredores de Crystal +) é positiva, satisfazendo a segunda lei.
* Cristalização espontânea: O processo de formação de cristal é frequentemente espontâneo porque leva a um estado de energia livre mais baixo. Isso acontece devido à liberação de calor durante a cristalização, o que diminui a entalpia (energia interna) do sistema. A diminuição da entalpia, juntamente com o aumento da entropia do ambiente, resulta em uma diminuição líquida na energia livre de Gibbs, tornando a cristalização termodinamicamente favorável.
* Tamanho do cristal e entropia: A mudança de entropia associada à formação de cristais depende do tamanho do cristal. Cristais menores têm uma proporção mais alta de área de superfície / volume, levando a uma maior contribuição da entropia da superfície, que está associada ao distúrbio. É por isso que os cristais maiores são mais termodinamicamente estáveis, pois têm uma proporção de superfície mais baixa para volume.

Em essência, enquanto a formação de cristais leva a um aumento em ordem dentro do próprio cristal, também causa um aumento no distúrbio dentro do ambiente. A mudança geral de entropia para todo o sistema permanece positiva, aderindo à segunda lei da termodinâmica.

Além disso, a formação de cristais é frequentemente impulsionada por uma redução na energia livre, o que é uma conseqüência da diminuição da entalpia devido à liberação de calor e ao aumento da entropia no ambiente.